Elektromobilität Strukturbruch in der Wertschöpfungskette der Automobilindustrie

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1 1 Elektromobilität Strukturbruch in der Wertschöpfungskette der Automobilindustrie Schmiedekonferenz der IG Metall, Zweigbüro Düsseldorf Hagen, Heinz-Rudolf Meißner (Dr. rer. oec.) FAST e.v., Berlin / WZB - Wissenschaftszentrum Berlin hrmeissner@online.de

2 2 Komplexe Rahmenbedingungen... Globalisierung gestiegene globale wirtschaftl. Verflechtung Ausdehnung von Märkten (China, Indien) Internationalisierung der Lieferantenstruktur Produktion in globalen Verbundstrukturen Komplexe Branchen- und Produktstrukturen heterogene Zulieferer hohe Komplexität der Produkte zunehmender Mikroelektronikanteil steigende Fremdvergabe von Entwicklungsleistungen Gestiegene Kundenanforderungen sinkende Wartebereitschaft der Kunden kürzere Modellzyklen Diversifizierung der Märkte unberechenbare Nachfrage Automobilsektor Enormer Kostendruck verschärfte Wettbewerbssituation abflauende Konjunktur sinkende Margen regionale weltweite Überkapazitäten

3 3 anhaltende Innovationsdynamik nach der Krise Anfang der 1990er Jahre in DE hohe Innovationsdynamik Elektronisierung des Fahrzeugs - Mechatronik - Fahrerassistenzsysteme Leichtbau - neue Werkstoffe Emissionsreduzierung: innermotorisch - Einspritzsysteme Internationalisierung / Globalisierung Aufbau Automobilindustrie in Osteuropa China / Brasilien (z.z. Indien und Russland) Krise / Überkapazitäten stagnierender Markt in Europa, leichte Erholung US-Markt, Wachstum Südostasien und Brasilien weltweit Verschärfung der Emissionsgrenzwerte (insb. EU-Regulierung bis 2020) massive Investitionen zur Erreichung des Ziels Optimierung Verbrennungsmotoren (ICE) Elektro-Fahrzeuge (Elektrifizierung des Antriebsstrangs) Leichtbau mit neuen Materialien (Alu, Carbon, Kunststoff)

4 4 Megatrends im Automobilbau effiziente Antriebe leichte Strukturen Modularisierung Verkürzung PE- Prozess Technologie- u. Innovationsfelder Infotainment Globalisierung / Standardisierung green technologies Sicherheits- /Assistenzsysteme Verkürzung An- /Hochlauf Digitalisierung der Entwicklung Prozesse / Umfeld Quelle: MBtech 4

5 5 E-Mobilität Nationaler Entwicklungsplan Elektromobilität: 2008 beschlossen angepasst; 2010 Nationale Plattform E-Mobilität politisch gewollter / unterstützter Strukturbruch Industrie formiert sich ggü. der Politik 500 Mio. EUR FuE-Förderung - weitere 2 Mrd. EUR aus den Ministerbudgets was ist zu erwarten? bis 2020 sollen 1 Mio. E-Frzg. auf deutschen Straßen sein es wird über lange Zeit ein Angebot verschiedenster Varianten alternativer Antriebe geben rein elektrische (batteriebasierte) Antriebe stehen noch vor einer Reihe von zu lösenden Problemen (Serientauglichkeit): Traktionsbatterie (zu schwer, zu teuer, zu geringe Speicherkapazität) Infrastruktur zum Aufladen der Batterien muss flächendeckend verfügbar sein Strukturbruch: ICE-spezifische Komponenten entfallen - Komponenten des E-Antriebes kommen hinzu die automobile Wertschöpfungskette wird stark verändert - z.t. kommen neue Akteurstypen (EVU s, Dienstleister) hinzu

6 6 Systemwechsel Mit der Elektrifizierung wird es auf jeder Stufe der Wertschöpfungskette zu maßgeblichen Veränderungen kommen: Etablierte Zulieferer werden weiterhin ihre Rolle spielen können, sofern sie innovativ sind und an neue Technologien anknüpfen können. Neue Akteure werden auf den Plan treten (bspw. Batteriehersteller und EVU s). Durch Elektrifizierung stellt sich die Frage nach den Kernkompetenzen bei OEM neu: Hybridantrieb (Batterie, E-Motor, Steuerungs-Elektronik)? Batteriesystem - Elektromotor - Leistungselektronik? Eigen- oder Fremdfertigung? zur Zeit halten sich die OEM sehr bedeckt 6

7 7 Komplexität reduziert sich Kfz mit Verbrennungsmotor: ca Teile im Antriebsstrang (Motor und Getriebe) 140 mechanische Einzelteile (6-Zyl.) Elektroantrieb: ca. 210 Teile im Antriebsstrang (Elektromotor und Getriebe) 14 Bauteile E-Motor Quelle: Bain 2010 / MMC 2010

8 8 vom Verbrennungsmotor zum Elektroantrieb Verbrennungsmotor mit Motorblock, Kolben, Dichtungen, Ventilen, Nockenwelle, Ölwanne, Ölfilter, Lager etc. Einspritzanlage Abgasanlage Tanksystem Kupplung Was fällt weg? Nebenaggregate wie Ölpumpe, Turbolader, Lichtmaschine Was wird stark verändert? Getriebe Radaufhängung Kraftübertragung Klimaanlage / Heizung Kühlwasserpumpe Wärmedämmung Was kommt hinzu? Elektromotor und weitere Antriebselemente Batteriesystem mit Akkumulator Leistungselektronik Batteriemanagementsystem, Ladegerät (Plugin), DC/DC-Wandler Quelle: Eigene Zusammenstellung (IMU-Institut 2010: Strukturbericht Region Stuttgart 2009)

9 9 E-Maschine für Hybridantriebe start-stop-system E-Maschine Bildquelle: Bosch

10 10 Lithium-Ionen-Batterie Daimler S-Klasse Kühlmodul Lithium-Ionen-Zellen Batteriemanagementsystem Kältmittelanschluss Hochvoltanschluss Zellspannungsüberwachung Bildquelle: Spiegel online /Continental

11 11 Batterie-Kooperationen Bosch - Samsung für BMW Daimler - Evonik - Tesla (Litec & Dt. Accumotive) VW - Sanyo & Toshiba, BYD, Varta Microbattery PSA & Mitsubishi - GS Yuasa (JV Lithium Energy Japan) Renault-Nissan - NEC (JV Automotive Energy Supply Corp.) Toyota - Panasonic Johnson Controls - Saft für Daimler, BMW, Ford Magna Ford, Volvo Honda - GS Yuasa da keiner der OEMs und großen Zulieferer über technisches Know-how bei Lithium-Ionen-Batterien verfügt, werden internationale Kooperationen eingegangen - zumeist mit japanischen Unternehmen GM - LG BMW - A123Systems Magneti Marelle - FAAM für Fiat Chrysler Quelle: Handelsblatt,

12 12 Leistungselektronik E-/Hybrid-Antrieb Bildquelle: Continental

13 13 McKinsey geht in den Schätzungen von weltweit ca gefährdeten Arbeitsplätzen im Bereich der klassischen Komponenten bis 2020 aus. Im Gegensatz dazu bietet die Produktion von neuen Komponenten die Chance, Arbeitsplätze zu schaffen. Die Metastudie des Fraunhofer IAO betrachtet die Beschäftigungswirkungen differenzierter und sieht vor allem Beschäftigungspotenzial im Bereich der Effizienztechnologien für den Verbrennungsmotor Tabelle zu Veränderung Umsatz und Beschäftigung Veränd. Ums. weltweit in Mio. EUR Veränd. Arb.Plätze bei 300 TEUR Prod.Ums DE 2020 Verbrennungsmotor , Effizenztechnologien , Abgasanlage 5.961, Getriebe, Kupplung 5.966, Tanksystem 74,5 56 Starterbatterie -76,9-58 Lenkung, Klima 7.397, Anlasser, Lichtmaschine -154,0-117 E-Maschine , Motor-Controller 7.095, Leistungselektronik 3.984, sonst. Elektronik 3.106, Traktionsbatterie , Ladegerät 2.109, , Quelle: IAO 2010 Strukturstudie BW e mobil, S. 40 ff.

14 14 wie wird die Schmiedeindustrie betroffen sein? Kurbelwelle, Pleuel, Nockenwelle (geschmiedet), Ausgleichswelle, Getriebeschaltelemente werden für den E-Motor nicht mehr benötigt Hersteller dieser geschmiedeten Produkte müssen sich auf sinkende Absatzmöglichkeiten vorbereiten und ggf. Alternativen suchen im Bereich der Automobilindustrie außerhalb der Automobilindustrie Maschinenbau der Verband der Werkzeugmaschinen (VDW) sieht E-Mobilität eher gelassen und entspannt lange zeitliche Einschwungphase von E-Fahrzeugen auch für die E-Motoren braucht es Maschinenbau...

15 15 Gestaltung des Strukturwandels / Strukturbruchs Handlungsebenen EU: Fortführung des Sozialen Dialogs auf Branchenebene (ACEA, CLEPA, EMB) 1 DE: Nationale Plattform E-Mobilität NRW: Pilotprojekte, FuE-Förderung, Clusterorganisation Betrieb/Unternehmen: Innovations- Räte Innovationsplanung - mit welchen Wirkungen auf Beschäftigung (quantitativ / qualitativ); Diskussionen mit den Entwicklungsabteilungen Verknüpfung von FuE mit Personalplanung auf Unternehmensebene; Planung von Aus- und Weiterbildung gemeinsame Suche nach Möglichkeiten der Diversifizierung (automotive und nonautomotive) was können wir aufgrund unserer Kompetenzen an Produkten im Bereich elektrischer Antriebe entwickeln und anbieten? was können wir für andere Abnehmerkreise (non-automotive) anbieten? auch wenn der Weg zur E-Mobilität noch weit ist, gilt es jetzt und heute, damit zu beginnen, diesen Prozess aktiv mit zu gestalten 1 ACEA = europ. Verband der Automobilhersteller; CLEPA = europ. Verband der Zulieferer; EMB = Europ. Metallgewerkschaftsbund